- •Дипломный проект
- •2. Вариантные расчеты двух каскадов компрессора……………………………..45
- •7.3.1. Расчет осевого усилия кнд и вентилятора……………………..…243
- •1. Расчет вентилятора
- •1.1. Определение массового расхода вентилятора
- •1.2. Вариантный расчет вентилятора
- •1.3. Построение пространственного потока
- •2. Вариантные расчеты двух каскадов компрессора
- •2.1. Разбиение напора компрессора по каскадам
- •2.2. Определение наружных размеров компрессора с учетом степени двухконтурности
- •2.3. Вариантные расчеты параметров кнд
- •2.3.1. Расчет параметров на входе в компрессор
- •2.3.2. Расчет параметров на выходе компрессора
- •2.3.3. Определение параметров компрессора
- •2.4. Вариантные расчеты параметров квд
- •2.4.1. Расчет параметров на входе в компрессор
- •2.4.2. Расчет параметров на выходе компрессора
- •2.4.3. Определение параметров компрессора
- •3. Расчет компрессора низкого давления
- •3.1. Предварительный поступенчатый расчет компрессора на среднем радиусе
- •3.2. Расчет кинематики потока на среднем радиусе
- •3.3. Уточненный поступенчатый расчет кнд на среднем радиусе
- •3.4. Расчет ступеней кнд по сечениям
- •3.5. Расчет геометрических параметров направляющих аппаратов кнд
- •3.6. Основные газодинамические и конструктивные параметры кнд
- •3.7. Расчет спрямляющего аппарата и определение параметров за компрессором.
- •3.8. Расчет кпд и мощности потребляемой компрессором
- •3.9. Расчет внешних утечек в кнд
- •4. Расчет компрессора высокого давления
- •4.1. Предварительный поступенчатый расчет
- •4.2. Расчет кинематики потока на среднем радиусе
- •4.3. Уточненный поступенчатый расчет квд на среднем радиусе
- •4.4. Расчет ступеней квд по сечениям
- •4.5. Расчет геометрических параметров направляющих аппаратов кнд
- •4.6. Основные газодинамические и конструктивные параметры кнд
- •4.7. Расчет спрямляющего аппарата и определение параметров за компрессором.
- •4.8. Расчет кпд и мощности потребляемой компрессором
- •5. Расчет характеристик кнд и квд
- •5.1. Расчет характеристики кнд
- •5.2. Расчет характеристики квд
- •6. Профилирование лопаток рабочих колес и направляющих аппаратов
- •6.1. Профилирование лопаток кнд
- •6.2. Профилирование лопаток квд
- •7. Прочностной расчет
- •7.1. Расчет минимальной толщины стенки корпуса компрессора кнд
- •7.2. Расчет минимальной толщины стенки корпуса компрессора квд
- •7.3. Расчет осевых усилий
- •7.3.1. Расчет осевого усилия кнд и вентилятора Расчет суммарного осевого усилия, действующего на ротор кнд и ротор вентилятора, ведется следующим образом:
- •7.3.2. Расчет осевого усилия квд
- •7.4. Расчет подшипниковых опор на долговечность
- •7.5. Расчет критической частоты ротора
- •7.5.1. Расчет критической частоты ротора кнд
- •7.5.2. Расчет критической частоты ротора квд
- •7.5.3. Расчет критической частоты ротора вентилятора
- •8. Расчет на прочность лопатки первой ступени кнд
- •8.1. Геометрические характеристики лопатки
- •8.1.1. Площадь поперечного сечения лопатки
- •8.1.2. Координаты центра тяжести поперечного сечения лопатки
- •8.1.3. Осевые моменты инерции площади поперечного сечения лопатки
- •8.1.4. Главные центральные моменты инерции площади поперечного сечения лопатки
- •8.2. Расчет напряженного состояния лопатки
- •8.2.1. Напряжение растяжения под действием центробежной силы
- •8.2.2. Напряжение изгиба под действием газовых сил
- •8.3. Расчет хвостовика лопатки
- •8.3.1. Напряжение смятия на поверхности контакта
- •8.3.2. Напряжение растяжения
- •8.3.3. Напряжение изгиба
- •8.4. Расчет колебаний лопатки
- •8.4.1. Собственная частота колебаний без учета вращения
- •8.4.2. Собственная частота колебаний с учетом вращения
- •8.4.3. Построение резонансной (частотной) диаграммы
- •9. Расчет на прочность лопатки первой ступени квд
- •9.1. Геометрические характеристики лопатки
- •9.1.1. Площадь поперечного сечения лопатки
- •9.1.2. Координаты центра тяжести поперечного сечения лопатки
- •9.3. Осевые моменты инерции площади поперечного сечения лопатки
- •9.4. Главные центральные моменты инерции площади поперечного сечения лопатки
- •9.2. Расчет напряженного состояния лопатки
- •9.2.1. Напряжение растяжения под действием центробежной силы
- •9.2.2. Напряжение изгиба под действием газовых сил
- •9.3. Расчет хвостовика лопатки
- •9.4.3. Построение резонансной (частотной) диаграммы
- •10. Охрана труда при эксплуатации осевого компрессора газотурбинного двигателя.
- •10.1. Вентиляция
- •10.2. Освещение
- •10.3. Вибрация
- •10.4. Шум
- •10.5. Электробезопасность
- •10.6. Обеспечение безопасности при эксплуатации систем, находящихся под давлением
- •10.7. Взрыво- и пожаробезопасность
- •10.8. Заключение
- •11.1. Расчет затрат
- •11.2. Результат внедрения проекта
- •12. Технология изготовления стакана
- •12.1. Маршрутно-технологическая карта
- •12.2. Операционная карта
- •12.3. Эскизы к операциям
- •12.4. Сверлильная операция
- •13. Описание конструкции компрессора
2.4. Вариантные расчеты параметров квд
2.4.1. Расчет параметров на входе в компрессор
При расчете параметров на входе в КВД, варьируются те же параметры, что и при расчете параметров входа в КНД, а именно:,,.
Параметры выхода из КНД, такие как ,,становятся параметрами входа в КВД, тогда,,.
Расчет входа в КВД ведется так же как в п.2.3.1.
Результаты расчета четырех рассматриваемых вариантов входа в КВД представлены в таблице 2.5.
Таблица 2.5
Результаты вариантных расчетов входа КВД
Величины |
Единица измерения |
Варианты | |||
1 |
2 |
3 |
4 | ||
- |
1,050 |
1,050 |
1,050 |
0,800 | |
- |
0,870 |
0,870 |
0,700 |
0,870 | |
градусы |
90,000 |
50,000 |
90,000 |
90,000 | |
рад |
1,571 |
0,873 |
1,571 |
1,571 | |
м/с |
446,912 |
446,912 |
446,912 |
340,504 | |
м/с |
417,863 |
417,863 |
379,875 |
318,372 | |
м/с |
183,605 |
183,605 |
183,605 |
183,605 | |
- |
0,439 |
0,439 |
0,483 |
0,577 | |
м/с |
183,605 |
239,680 |
183,605 |
183,605 | |
кг/м3 |
3,925 |
3,649 |
3,925 |
3,925 | |
Па |
657089 |
654189 |
657089 |
657089 | |
К |
524,184 |
512,375 |
524,184 |
524,184 | |
Па |
588500 |
540989 |
588500 |
588500 | |
м |
0,268 |
0,278 |
0,185 |
0,268 | |
м |
0,035 |
0,036 |
0,055 |
0,035 | |
об/мин |
15955 |
15384 |
23110 |
12156 | |
м/с |
185 |
184 |
185 |
184 | |
- |
0,434 |
0,433 |
0,434 |
0,433 | |
м |
0,233 |
0,241 |
0,129 |
0,233 | |
м |
0,250 |
0,260 |
0,157 |
0,250 |
По результатам вариантного расчета входа в КВД для дальнейшего рассмотрения выбирается вариант № 1 как оптимальный с точки зрения обеспечения наилучшей компоновки компрессора; умеренной длины лопатки последней ступени . В дальнейших расчетах, выбранный вариант обеспечит оптимальное количество ступеней.
2.4.2. Расчет параметров на выходе компрессора
Расчет параметров на выходе из компрессора ведется для принятого типа проточной части КВД. Тип проточной части КНД принимается следующим: .
Политропный КПД компрессора по полным параметрам примем равным
Ввиду отсутствия за компрессором первого каскада выходного диффузора КПД диффузора принимаем равным
Расчет параметров выхода из КВД ведется так же как в п.2.3.2, кроме геометрических параметров, так как принят другой тип проточной части. Рассмотрим далее расчет этих параметров.
Наружный радиус
Радиус втулки последней ступени находим по формуле
Радиус втулки средней ступени находим по формуле
Окружная скорость последней ступени находится по формуле
(2.64)
Окружная скорость средней ступени находится по формуле
(2.65)
Остальные расчеты производятся как в п.2.3.2.
Результаты расчета выходных параметров КНД сведены в таблице 2.6.
Таблица 2.6
Результаты расчетов выхода КНД
Величины |
Единицы измерения |
Величина |
Па |
3021186 | |
К |
886 | |
м/с |
156 | |
м/с |
156 | |
м/с |
104 | |
К |
880 | |
Па |
2957360 | |
кг/м3 |
11,699 | |
Па |
2897996 | |
К |
873 | |
кг/м3 |
11,553 | |
К |
699 | |
кг/м3 |
5,776 | |
м |
0,261 | |
м |
0,256 | |
м |
0,254 | |
м |
0,268 | |
м |
0,245 | |
м |
0,268 | |
м |
0,013 | |
м |
0,023 | |
м/с |
436 | |
м/с |
428 | |
- |
4,628 | |
Дж/кг |
311374 |